Cơ học Newton

Chuyển động ném ngang, ném xiên

Khi bỏ qua lực cản, chuyển động ném là sự chồng chất của chuyển động ngang đều và chuyển động thẳng đứng có gia tốc g.

Viên bi phóng khỏi mép bàn vẫn giữ vận tốc ngang trong khi trọng lực kéo nó xuống. Vì thế quỹ đạo cong thành parabol trong mô hình lý tưởng.

x = v₀ cosθ · t, y = y₀ + v₀ sinθ · t − ½gt²

Định nghĩa: Đại lượng và mô hình

Thành phần ngang v₀cosθ không đổi; thành phần đứng ban đầu là v₀sinθ và biến thiên với gia tốc −g (lấy chiều lên dương). Công thức giả sử không có lực cản và g không đổi.

Dùng mô phỏng để quan sát chuyển động và đọc các giá trị định lượng theo thời gian.

Cách đọc mô hình

Khi bỏ qua lực cản, chuyển động ném là sự chồng chất của chuyển động ngang đều và chuyển động thẳng đứng có gia tốc g.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Ném ngang với v₀ = 4 m/s từ độ cao 5 m. Với g = 10 m/s², thời gian rơi t = √(2h/g) = 1 s, tầm ngang x = 4 m.

Lời giải

Ném ngang với v₀ = 4 m/s từ độ cao 5 m. Với g = 10 m/s², thời gian rơi t = √(2h/g) = 1 s, tầm ngang x = 4 m.

Tách vận tốc đầu thành hai thành phần: $v_x=v_0cos heta$ và $v_y=v_0sin heta$ . Khi bỏ qua cản, thành phần ngang không đổi còn thành phần đứng biến đổi do trọng lực; hai chuyển động dùng chung thời gian. Ném ngang từ độ cao 20 m với tốc độ 6 m/s, lấy $g=10 m/s²$ : thời gian rơi là 2 s, nên tầm xa là 12 m.

Ví dụ: Portée d’un lancer horizontal

Một quả bóng được ném ngang 8 m/s từ độ cao 45 m. Lấy g=10 m/s². Tính thời gian rơi và tầm xa.

Lời giải

t=√(2h/g)=3 s; x=vₓt=8×3=24 m.

Tại điểm cao nhất của quỹ đạo ném xiên, thành phần vận tốc thẳng đứng bằng không trong khoảnh khắc nhưng thành phần ngang vẫn còn. Vì vậy vật không dừng lại ở đỉnh. Quỹ đạo parabol chỉ là mô hình khi gia tốc trọng trường đều và lực cản không khí có thể bỏ qua.

Trắc nghiệm nhanh

Nếu bỏ qua sức cản không khí, thành phần vận tốc nào không đổi?

Tài liệu tham khảo

Young, Freedman (2019). University Physics
Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics